是因为有大脑才需要睡觉吗

    在美国哈佛医学院的实验台上，摆放着一排排试管，试管里装有数百只彻夜不眠的果蝇——每当它们即将坠入梦乡时，试管就会剧烈震动，让它们无法入睡。在另一组实验中，果蝇被敲除了使它们产生困意的基因，它们不会再想坠入梦乡。最终，所有果蝇在长期不眠后很快死亡，寿命比正常休息的果蝇短得多。

    以人类作为实验体的睡眠剥夺实验当然不可能，哪怕短暂地无法入睡也会有不好的后果。那么，睡眠不足对大脑是如何造成影响的呢？

    在日常活动中，大脑的组织间隙塞满了细胞代谢的产物，在间隙中流动的脑脊液负责冲走这些“垃圾”，一旦流动通道被“垃圾”堵死，大脑活动就会陷入停滞，因此脑脊液必须不停流动，冲走“垃圾”。神经科学家发现，小鼠在清醒时组织间隙的体积仅占大脑的14%，这意味着不仅“垃圾中转站”的体积有限，脑脊液活动的空间也很有限，脑细胞的代谢产物很容易堵塞大脑，长此以往，大脑可能会停止活动甚至会引发猝死。与清醒时相比，入睡的小鼠其大脑细胞间的组织间隙体积则增加了60%以上，达到了整个大脑的23%，脑脊液冲刷垃圾的效率也就得到显著提高。再次清醒时，大脑就能恢复活力了。

    如果没有大脑，还需要睡觉吗？来自日本九州大学的一个研究团队发现了水螅，它让我们知道，即使没有大脑，同样需要睡眠。

    水螅是一种低等的无脊椎动物，身长只有几厘米，它的体内具有分散的神经网络，但没有中枢神经和大脑。水螅处于睡眠状态时与清醒时截然不同，睡眠时它长期停留在一个地方，既不漂浮也不张口进食，而且会保持规律的作息周期——大约每4小时就会入睡一段时间。

    研究人员在水族箱里安装了一套视频系统，追踪水螅的活动情况。当发现水螅即将入睡时，研究人员会用发射闪光、震动箱体和改变温度等方法干扰水螅的睡眠，这样水螅就不得不从睡眠状态中清醒过来，再次恢复活动。经历了一段时间无法入睡的折磨后，水螅的生理活动明显减缓，甚至连细胞分裂增殖的速率都减慢了。而且，水螅体内多达212种基因的表达量发生了改变，其中一些基因在包括小鼠、果蝇和线虫等真核生物的体内都有存在，且它们都与睡眠调节有关。

    在果蝇实验中研究人员发现，使果蝇死亡的致命一击发生在肠道——由于无法睡眠，大量代谢废物堆积在小肠中，它们破坏DNA并造成细胞损伤。这样看来，睡眠不足的伤害不仅集中在大脑，还可能发生在身体的任何地方。

    （《科学之谜》2022年第37期 雪霁）